P2RP – LP3M UB

FORMAT DASAR RPS DAN RENCANA

TUGAS MAHASISWA

MATA KULIAH

Fisika Moderen

Disusun oleh:

Unggul P. Juswono, ( UPJ)

Chomsin S. Widodo, (CHO)

Ahmad Hidayat (AH)

UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2019

P2RP – LP3M UB

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN FISIKA / PROGRAM STUDI FISIKA

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER MATA KULIAH KODE RUMPUN MATA KULIAH BOBOT (sks) SEMESTER Tgl. Penyusunan

Fisika Moderen MAP 61108 Fisika Moderen 3 3 7 SEP 2019

OTORISASI Dosen Pengembang RPS Koordinator RMK Ka Prodi

Unggul P. Juswono

Unggul P. Juswono

DR. MASRUROH

Capaian Pembelajaran

CPL PRODI

PLO 1 Mampu mengidentifikasi persoalan fisika suatu sistem dengan menggunakan prinsip-prinsip pokok fisika (klasik dan modern).

PLO 4 Mampu menyelesaikan persoalan fisika menggunakan matematika, perangkat komputasi, atau eksperimen.

PLO 4 Dapat menggunakan dasar pengetahuan fisika untuk kajian lebih lanjut dalam beberapa disiplin ilmu fisika, sehingga mampu memecahkan persoalan-persoalan fisika secara lebih mendalam dan komprehensif.

PLO 6 Mampu menerapkan pengetahuan fisika sebagai dasar untuk kajian interdisipliner, khususnya dalam bidang medis dan lingkungan.

PLO 11 Mampu menerapkan pengetahuan fisika untuk mengambil keputusan yang tepat guna memberi solusi terhadap permasalahan yang ada.

CP - MK

P2RP – LP3M UB

CLO 1 Mahasiswa akan dapat mengidentifikasi terjadinya perubahan panjang benda dan waktu paruh unsur radioaktif dengan menggunakan teori relativitas. (Mencakup LLO 1 dan 2)

CLO 2 Mahasiswa akan dapat menjelaskan teori dasar struktur atom dan menghitung besar energi transisi antar kulit untuk produksi radiasi Gel Elektromagnet (khususnya untuk proses terjadinya sinar X). (Mencakup LLO 3, 4, 5, 6 dan 7)

CLO 3 Mahasiswa akan dapat mengidentifikasi peristiwa interaksi radiasi dengan materi dan menghitung besar energi radiasi yang terjadi serta menentukan fungsi kerja dari suatu logam. (Mencakup LLO 8, 9 dan 10)

CLO 4 Mahasiswa akan dapat menerapkan konsep serapan radiasi dan dapat menghitung besar tebal paruh dari interaksi radiasi dengan materi untuk menentukan tebal perisai proteksi radiasi di bidang radiologi. (Mencakup LLO 11)

CLO 5 Mahasiswa akan dapat menerapkan konsep prinsip ketidakpastian Heisenberg dan menghitung ketidakpastian dari pengukuran suatu besaran fisis. (Mencakup LLO 12)

CLO 6 Mahasiswa akan dapat menjelaskan spektrum molekul dan menghitung besar energi radiasi hasil transisi elektron efek zeman (normal dan anomali) dan mengidentifikasi jenis radikal bebas. (Mencakup LLO 13 dan 14)

Desikripsi Singkat MK

Mata kuliah ini berisikan bahasan tentang konsep dasar teori relativitas, struktur atom, dualisme partikel gelombang, teori kuantum atom hidrogren, dan atom berelektron banyak dan merupakan dasar untuk mengenal bahasan teori fisika moderen lanjutan. Mata kuliah ini juga mendasari matakuliah lanjutan seperti fisika inti dan kuantum

Materi Pembelajaran / Pokok Bahasan

Gerak Relatif:

Transformasi Koordinat Galilei.

Transformasi Kecepatan Galilei.

Transformasi Percepatan Galilei. Relativitas Khusus:

Percobaan Michelson-Morley.

Pengukuran Panjang Dan Waktu.

Postulat Einstein.

Transformasi Koordinat Lorentz.

Kontraksi Panjang.

Dilatasi Waktu.

P2RP – LP3M UB

Transformasi Kecepatan Relativistik.

Energi dan Momentum Relativistik. Struktur Atom:

Sruktur Dasar Atom ( Inti, Kulit, Penyusun Inti).

Orbit Elektron ( Kulit, Jari Jari, Energi Dan Hal Hal Yang Mempengaruhinya Serta Bagaimana Suatu Elektron Dapat Stabil Pada Lintasannya).

Tingkat Tingkat Energi Elektron Pada Kulit Atom.

Eksitasi, Deeksitasi dan Ionisasi.

Spektrum Gelombang Elektromagnet Dari Transisi Elektron.

Contoh Kasus: Hitung Panjang Gelombang Dari Hasil Transisi Elektron Dari Kulit 3 Ke Kulit 1 Dari Atom Hidrogen.

Atom Hidrogen:

Jari jari orbit.

Kecepatan.

Energi kulit.

Spektrum / deret transissi (Lyman, Balmer, Paschen, Bracket, P. Fund) Atom Berelektron Banyak:

Struktur kulit.

Konfigurasi Elektron.

Aturan Aufbau, Hund, Larangan Pauli. Sinar X:

Proses Terjadinya Sinar X.

Anatomi Tabung Penghasil Sinar X.

Fungsi Anoda, Katoda Dan Karakteristik Bahan Anoda Dan Katoda.

Distribusi Sinar X Yang Dihasilkan Oleh Tabung Pesawat Sinar X.

Sinar X Kontinyu Dan Karakteristik.

Range Energi Sinar X . Radiasi Benda Hitam.

Radiasi benda hitam

Teori Releyg Jane

Maxwell Efek Compton:

Mekanisme Efek Compton.

Sudut hambur partikel.

P2RP – LP3M UB

Selisih panjang gelombang foton. Efek Fotolistrik:

Teori Efek Fotolistrik.

Hasil hasil experiment Efek Fotolistrik. Produksi Pasangan:

Penciptaan pasangan.

Pemusnakhan pasangan. Dualisme Partikel Gelombang (Teori D’broglie):

Dualisme Gelombang - Partikel Radiasi Em.

Dualisme Gelombang – Partikel.

Difraksi Bragg.

Difraksi Elektron. Serapan Radiasi Oleh Materi:

Mekanisme serapan radiasi oleh materi.

Koefisien serap.

Tebal paruh bahan untuk serapan radiasi tertentu. Prinsip Ketidakpastian Heisenberg:

Pengukuran Ketidakpastian Besaran Fisis.

Hubungan Ketidakpastian Kedudukan dan Momentum.

Hubungan Ketidakpastian Energi dan Waktu.

Asas Saling Melengkapi. Efek Zeman:

Fenomena Efek Zeeman.

Percobaan Efek Zeeman.

Kaidah Transisi Pada Efek Zeman.

Contoh Contoh Kasus Efek Zeman. Spektrum Molekul:

Ikatan Molekul.

Eksitasi Molekular Diatomik.

Teori Kinetik

Pustaka

Utama

1) Arthur Beiser, Concepts of Modern Physics, McGraw-Hill.Inc, 2003. 2) Kenneth S. Krane, Modern Physics, John Wiley & Sons.Inc,Canada, 1996.

P2RP – LP3M UB

Pendukung

1) 2) 3) dst

Media Pembelajaran

Perangkat Lunak : Perangkat Keras :

CAD dll

1. LCD 2. White Board

Team Teaching Koordinator : Unggul P. Juswono, ( UPJ) Anggota : Chomsin S. Widodo, (CHO) Ahmad Hidayat (AH)

Mata Kuliah Syarat

1) Fisika 1

2) Fisika 2

Minggu ke-

Sub-CP-MK (sebagai kemampuan

akhir yang diharapkan)

Indikator Kriteria & Bentuk

Penilaian

Tugas/ Quis

UTS / UAS

Metode Pembelajaran

(Kuliah / Tugas / bentuk

pembelajaran lain)

Waktu (Durasi)

Materi Pembelajaran /

Bahan Kajian [Pustaka]

Bobot Penilaian (%)

1 LLO 1.

Setelah menempuh bahasan gerak relatif mahasiswa dapat menjelaskan konsep gerak relatif

Mahasiswa dapat menjelaskan konsep gerak relative menurut Galileo dan Lorentz

T1, Q1,

UTS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Sistim referensi

Transformasi Galileo

Kecepatan relatif

5

2 LLO 2.

Setelah menempuh

Mahasiswa dapat

T1, Q1, Kuliah,

Diskusi Dan

3X50 Menit Percobaan Michelson-

10

P2RP – LP3M UB

bahasan konsep relativitas khusus mahasiswa dapat menjelaskan konsep relativitas khusus

menjelaskan konsep relativitas khusus dan dapat menyelesaikan kasus dilatasi waktu dan kontraksi panjang, Momentum, massa relativistik, Energi relativistik.

UTS Tugas

mandiri

Morley.

Pengukuran Panjang Dan Waktu.

Postulat Einstein.

Transformasi Koordinat Lorentz.

Kontraksi Panjang.

Dilatasi Waktu.

Transformasi kecepatan

Paradok kembar

Momentum, massa relativistik

Energi relativistik

3 LLO3.

Setelah menempuh bahasan dualisme partikel gelombang mahasiswa dapat menjelaskan sifat sifat dualisme partikel gelombang

Mahasiswa dapat menjelaskan Difraksi electron dan gelombang partikel dalam kotak

T2, Q1,

UTS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Postulat D’ Broglie

Momentum

Panjang gelombang

Difraksi Bragg

Difraksi electron.

Gelombang partikel dalam kotak

5

4 LLO 4.

Setelah menempuh

Mahasiswa dapat

T2, Q1,

UTS

Kuliah,

Diskusi Dan

3X50 Menit Sruktur Dasar Atom ( Inti, Kulit,

5

P2RP – LP3M UB

bahasan struktur dasar atom mahasiswa dapat menjelaskan struktur dasar atom

menjelaskan struktur dasar atom dan meng hitung panjang gelombang dari hasil transisi elektron dari kulit ke kulit dalam atom hidrogen.

Tugas

mandiri

Penyusun Inti).

Orbit Elektron ( Kulit, Jari Jari, Energi Dan Hal Hal Yang Mempengaruhinya Serta Bagaimana Suatu Elektron Dapat Stabil Pada Lintasannya).

Tingkat Tingkat Energi Elektron Pada Kulit Atom.

Eksitasi, Deeksitasi dan Ionisasi.

Spektrum Gelombang Elektromagnet Dari Transisi Elektron.

Contoh Kasus: Hitung Panjang Gelombang Dari Hasil Transisi Elektron Dari Kulit 3 Ke Kulit 1 Dari Atom Hidrogen.

5 LLO 5.

Setelah menempuh bahasan konfigurasi elektron mahasiswa

Mahasiswa dapat menerapkan aturan

T2, Q1,

UTS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

3X50 Menit Konfigurasi elektron

Aturan aturan konfigurasi

5

P2RP – LP3M UB

dapat menentukan konfigurasi elektron.

konfigurasi aturan hund, Aufbau dan Pauli serata dapat menentukan bilangan kuantum dari setiap electron pada kulit atom.

mandiri aturan Hund, Aufbau, Pauli

Bilangan kuantum

6 LLO 6.

Setelah menempuh bahasan atom hidrogen dan atom berelektron banyak mahasiswa dapat menjelaskan struktur dan tingkat tingkat energi atom hidrogen dan atom berelektron banyak serta menghitung besar energi transisi antar kulit / sinar X

Mahasiswa dapat menjelaskan distribusi sinar x yang dihasilkan oleh tabung pesawat sinar x.

T2, Q1,

UTS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Jari jari orbit.

Kecepatan.

Energi kulit.

Spektrum / deret transissi (Lyman, Balmer, Paschen, Bracket, P. Fund)

Proses Terjadinya Sinar X.

Anatomi Tabung Penghasil Sinar X.

Fungsi Anoda, Katoda Dan Karakteristik Bahan Anoda Dan Katoda.

Distribusi Sinar X Yang

5

P2RP – LP3M UB

Dihasilkan Oleh Tabung Pesawat Sinar X.

Sinar X Kontinyu Dan Karakteristik.

Range Energi Sinar X .

7 LLO 7.

Setelah menempuh bahasan radiasi benda hitam mahasiswa dapat menjelaskan teori dasar radiasi benda hitam

Mahasiswa dapat menjelaskan teori dasar radiasi benda hitam.

T2, Q1,

UTS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Radiasi benda hitam

Teori Releyg Jane

Maxwell

5

8 Minggu UTS

9

10 LLO 8.

Setelah menempuh bahasan efek compton mahasiswa dapat menjelaskan konsep dan menentukan arah hambur serta energi partikel pada peristiwa efek Compton

Mahasiswa dapat menjelaskan konsep dan menentukan arah hambur serta energi partikel.

T3, Q2,

UAS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Proses terjadinya efek Compton

Hukum kekekalan yang berlaku

Selisih panjang gelombang

10

11 LLO 9.

Setelah menempuh bahasan efek fotolistrik mahasiswa dapat menjelaskan konsep/peristiwa efek fotolistrik dan

Mahasiswa dapat menghitung / menentukan besar fungsi kerja dari suatu logam.

T3, Q2,

UAS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Teori Efek Fotolistrik.

Hasil hasil experiment Efek Fotolistrik

10

P2RP – LP3M UB

menghitung / menentukan besar fungsi kerja dari suatu logam

12 LLO 10.

Setelah menempuh bahasan produksi pasangan mahasiswa dapat menjelaskan konsep/peristiwa produksi pasangan serta menentukan besar energi dari partikel yang terbentuk

Mahasiswa dapat menentukan besar energi dari partikel yang terbentuk pada proses produksi pasangan

T3, Q2,

UAS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Penciptaan pasangan.

Pemusnahan pasangan.

Energi partikel

10

13 LLO 11.

Setelah menempuh bahasan serapan radiasi oleh materi mahasiswa dapat menjelaskan konsep serapan radiasi dan dapat menghitung besar tebal paruh dari interaksi radiasi dengan materi

Mahasiswa dapat menghitung besar tebal paruh dari interaksi radiasi dengan materi.

T3, Q2,

UAS

Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Mekanisme serapan radiasi oleh materi.

Koefisien serap.

Tebal paruh bahan untuk serapan radiasi tertentu.

10

14 LLO 12.

Setelah menempuh bahasan prinsip ketidakpastian Heisenberg mahasiswa dapat menerapkan konsep prinsip ketidakpastian Heisenberg dan

Mahasiswa dapat menerapkan dan menghitung ketidakpastian dari pengukuran suatu besaran fisis.

T4, UAS Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Pengukuran Ketidakpastian Besaran Fisis.

Hubungan Ketidakpastian Kedudukan dan Momentum.

Hubungan Ketidakpastian Energi dan

10

P2RP – LP3M UB

menghitung ketidakpastian dari pengukuran suatu besaran fisis

Waktu. Asas Saling

Melengkapi.

15 LLO 13.

Setelah menempuh bahasan efek Zeeman mahasiswa dapat menghitung besar energi radiasi hasil transisi elektron efek Zeeman

Mahasiswa dapat menghitung besar energi radiasi hasil transisi elektron efek Zeeman

T4, UAS Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Fenomena Efek Zeeman.

Percobaan Efek Zeeman.

Kaidah Transisi Pada Efek Zeman.

Contoh Kasus Efek Zeman

5

16 LLO 14.

Setelah menempuh bahasan spektrum molekul mahasiswa dapat menjelaskan spektrum molekul

Mahasiswa dapat menjelaskan spektrum molekul.

T4, UAS Kuliah,

Diskusi Dan

Tugas

mandiri

3X50 Menit Ikatan Molekul. Eksitasi

Molekular Diatomik.

Teori Kinetik

5

P2RP – LP3M UB

PLO 1 PLO 4 PLO 5 PLO 6 PLO 11

CLO1 ♣

CLO 2 ♣ ♣

CLO 3 ♣ ♣

CLO 4 ♣ ♣

CLO 5 ♣

CLO 6 ♣ ♣ ♣

NILAI PLO

Matriks CLO vs PLO dari MK Fisika Moderen

P2RP – LP3M UB

Tugas

1

Tugas

2

Tugas

3

Tugas

4

Quis 1 Quis 2 UTS UAS

CLO1 √ √ √

CLO 2

√ √ √

CLO 3

√ √ √

CLO 4

√ √ √

CLO 5

√ √

CLO 6

√ √

NILAI PLO

P2RP – LP3M UB

PLO 1 PLO 4 PLO 5 PLO 6 PLO 11

CLO1

T1, Q1,

UTS

CLO 2

T2, Q1 UTS

CLO 3

T3 T3, Q2,

UAS

CLO 4

T3, Q2 UAS

CLO 5

T4, UAS

CLO 6

T4 Q4 UAS

NILAI PLO

P2RP – LP3M UB

LLO

1

LLO

2

LLO

3

LLO

4

LLO

5

LLO

6

LLO

7

LLO

8

LLO

9

LLO

10

LLO

11

LLO

12

LLO

13

LLO

1 4

CLO1 √ √

CLO 2

√ √ √ √ √

CLO 3

√ √ √

CLO 4

√

CLO 5

√

CLO 6

√ √

MATRIK LLO DENGAN CLO

P2RP – LP3M UB

CLO 1: Mahasiswa akan dapat mengidentifikasi terjadinya perubahan panjang benda dan waktu paruh unsur radioaktif

dengan menggunakan teori relativitas. {support ke PLO 1}

LLO 1. Mahasiswa dapat menjelaskan konsep gerak relatif konsep relativitas khusus.

LLO 2. Mahasiswa dapat mengidentifikasi adanya dilatasi waktu dan kontraksi panjang dengan menggunakan konsep

relativitas khusus.

CLO 2: Mahasiswa akan dapat menjelaskan teori dasar struktur atom dan menghitung besar energi transisi antar kulit

untuk produksi radiasi Gel Elektromagnet (khususnya untuk proses terjadinya sinar X). {support ke PLO 1 dan 6}

LLO 3. Mahasiswa dapat mengidentifikasi adanya sifat dualisme partikel gelombang.

LLO 4. Mahasiswa menjelaskan struktur dasar atom.

LLO 5. Mahasiswa dapat mengidentifikasi dan menentukan konfigurasi elektron yang stabil pada suatu atom.

LLO 6. Mahasiswa menjelaskan struktur dan tingkat tingkat energi atom hidrogen dan atom berelektron banyak serta

menghitung besar energi transisi antar kulit (contoh kasus atom Wolfram)

LLO 7. Mahasiswa dapat menjelaskan teori dasar radiasi benda hitam.

CLO 3: Mahasiswa akan dapat mengidentifikasi peristiwa interaksi radiasi dengan materi dan menghitung besar energi radiasi

yang terjadi serta menentukan fungsi kerja dari suatu logam. {support ke PLO 1 dan 4}

LLO 8. Mahasiswa dapat menjelaskan konsep dan menentukan arah hambur serta energi partikel pada peristiwa efek

compton.

P2RP – LP3M UB

LLO 9. Mahasiswa menjelaskan konsep / peristiwa efek fotolistrik dan menghitung / menentukan besar fungsi kerja

dari suatu logam.

LLO 10. Mahasiswa dapat menjelaskan konsep / peristiwa produksi pasangan serta menentukan besar energi dari

partikel yang terbentuk.

CLO 4: Mahasiswa akan dapat menerapkan konsep serapan radiasi dan dapat menghitung besar tebal paruh dari interaksi

radiasi dengan materi untuk menentukan tebal perisai proteksi radiasi di bidang radiologi. {support ke PLO 6 dan 11}.

LLO 11. Mahasiswa dapat menjelaskan konsep serapan radiasi dan dapat menghitung besar tebal paruh dari interaksi

radiasi dengan materi.

CLO 5: Mahasiswa akan dapat menerapkan konsep prinsip ketidakpastian Heisenberg dan menghitung ketidakpastian dari

pengukuran suatu besaran fisis. {support ke PLO 11}.

LLO 12. Mahasiswa dapat menerapkan konsep prinsip ketidakpastian Heisenberg dan menghitung ketidakpastian dari

pengukuran suatu besaran fisis.

CLO 6: Mahasiswa akan dapat menjelaskan spektrum molekul dan menghitung besar energi radiasi hasil transisi elektron efek

zeman (normal dan anomali) dan mengidentifikasi jenis radikal bebas. {support ke PLO 1, 5 dan 11}.

LLO 13. Mahasiswa dapat menghitung besar energi radiasi hasil transisi elektron efek zeman (normal dan anomali)

serta mengidentifikasi jenis radikal bebas.

LLO 14. Mahasiswa dapat menjelaskan spektrum molekul.